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10 Ejercicios Resueltos de Integrales Impropias

Actualizado: 14 jul

Las integrales impropias son uno de los temas que más confusión causan a los estudiantes. Ya dominaste las integrales definidas e indefinidas, pero llega un punto donde aparecen cosas raras: intervalos infinitos, funciones con asíntotas, valores que "parecen no existir"... y de pronto necesitas un nuevo enfoque.


Este blog es un compendio de 10 ejercicios resueltos de integrales impropias pensados para estudiantes que ya saben integrar, pero quieren poner a prueba su habilidad con estos casos especiales.



🔎 ¿Qué son las Integrales Impropias?


Antes de lanzarnos con los ejercicios, recuerda que una integral impropia ocurre cuando:

  • El intervalo de integración no es finito (como de 1 a ∞.

  • La función tiene una discontinuidad vertical (como 1/x​ en 0).


En estos casos, evaluamos el límite correspondiente y determinamos si la integral converge o diverge.



🧠 Ejercicios Resueltos de Integrales Impropias


1.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Converge



2.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Diverge


3.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Converge



4.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Diverge



5.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Converge



6.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Converge



7.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Converge



8.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Converge



9.

Integrales Impropias

Solución:

Integrales Impropias

Converge




10.

Integrales Impropias

Solución:

Esta es una integral impropia por dos razones:

  • El intervalo de integración es infinito, pues va de 1 a ∞.

  • La función sin⁡x/x​ no tiene primitiva elemental, por lo que no se puede resolver con técnicas de integración directas.


Sin embargo, sí se puede estudiar su convergencia usando el criterio de Dirichlet:


✍️ Criterio de Dirichlet (forma general):

Si f es una función acotada y oscilante (como el seno), y si g es una función monótonamente decreciente (como 1/x) y que tiende a cero, entonces la integral impropia

Integrales Impropias

converge.


Aplicamos esto con:

Integrales Impropias

Por tanto, la integral

Integrales Impropias

converge, aunque no se puede expresar con funciones elementales.


Converge




🧮 Conclusión


Las integrales impropias son una herramienta fundamental para entender problemas reales donde hay infinito involucrado o discontinuidades. Saber si una integral converge o no, es una habilidad que puede aplicarse en análisis, física y probabilidad.


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